Минимальные интенсивности теплового потока и время, при которых происходит возгорание горючих материалов, квт/м2

Материал	Продолжительность действия, мин.
	3	5	15
Древесина (сосна влажностью 12%)	18,8	16,9	13,9
Древесно-стружечная плита плотностью 417 кг/м3	13,9	11,9	8,3
Торф брикетный	31,5	24,4	13,2
Торф кусковой	16,6	14,35	9,8
Хлопок- волокно	11,0	9,7	7,5
Слоистый пластик	21,6	19,1	15,4
Стеклопластик	19,4	18,6	17,4
Пергамин	22,0	19,75	17,4
Резина	22,6	19,2	14,8
Уголь	-	35,0	35,0

При отсутствии справочных данных величину интенсивности теплового потока, при которой происходит возгорание горючего материала, можно определить с достаточной для практики точностью, исходя из следующих соображений. Количество тепла, необходимое для возгорания горючего материала, очевидно должно быть равно сумме количества тепла, расходуемого на его нагревание от начальной температуры t₀, до температуры самовозгорания t_св при отсутствии теплопотерь, и количества тепла, теряемого материалом за время нагревания вследствие теплообмена с окружающей средой. Для интенсивности теплового потока этот факт может быть записан в виде:

,

где J_н - интенсивность теплового потока при нагревании материала без теплопотерь, вт/(м²град);

J_тп - интенсивность теплопотерь, вт/(м²град);

- средняя температура горючего материала за время нагревания (теплоотдачи), ^оС;

С_t - теплоёмкость материала при температуре t_ср, Дж/(кгград);

 - плотность материала, кг/м³;

_т - толщина прогретого слоя материала, м;

_н - время нагревания, с;

 - коэффициент теплоотдачи, вт/(м²град). Величина коэффициента теплоотдачи предполагается постоянной в течение всего времени нагревания.

Коэффициент теплоотдачи может быть определён из условия достижения критического режима, характеризующегося равенством скоростей теплоприхода и теплопотерь, при котором происходит самовоспламенение, т.е. при

Отсюда

Подставив выражение для коэффициента "" в выражение для "J" и произведя преобразования, получим формулу для расчёта интенсивности теплового потока, при которой происходит возгорание горючего материала.

, вт/м² , (3.36)

Формулы, существующие для расчёта глубины прогретого слоя _т сложны, содержат большое количество не приводимых в справочниках и трудно поддающихся определению параметров и поэтому не пригодны для практических целей. В этой связи зависимость (3.36) может быть использована только для термических тонких материалов, т.е. материалов, толщина которых соизмерима с толщиной прогретого слоя (_т= _м). К их числу с определённой осторожностью можно отнести плёнки, плитки, плиты и т.п. материалы.

В ряде случаев определение интенсивности теплового потока вызывает затруднение в связи с отсутствием справочных данных и трудностью расчёта коэффициентов теплоотдачи  и темпа охлаждения m. К числу таких случаев относится, в частности, оценка действия на горючую среду источников зажигания, находящихся с ней в контакте.

При решении подобных задач в качестве критерия возгораемости горючей среды удобно использовать не интенсивность теплового потока, а тепловой импульс. Пределом устойчивости ОЭ в данном случае будет минимальная величина теплового импульса U_min=U_n, при котором происходит возгорание имеющихся на ОЭ горючих материалов.

Условие устойчивости при этом может быть записано в виде:

, кДж/м² (3.37)

где U_n- предел устойчивости ОЭ к действию данного источника зажигания.

При отсутствии данных по "J" и "U" и необходимости грубой экспресс- оценки в качестве предела устойчивости может быть выбрана минимальная температура самовоспламенения имеющихся на ОЭ горючих материалов t_свmin, а условие устойчивости представлено в виде:

t_{св min}  t_{из mах},

где t_{из mах} - температура самого высокотемпературного источника зажигания из всех источников зажигания, которые потенциально могут действовать на горючий материал с температурой самовоспламенения t_{св min} .

В качестве критерия возгораемости горючих материалов при действии на них светового излучения ядерного взрыва, имеющего для каждого боеприпаса определённую длительность, выбран световой импульс

U= J_сt_с,

где J_с - интенсивность светового излучения, квт/м²;

- длительность свечения, с;

q- тротиловый эквивалент взрыва, кт.

Значения световых импульсов, при которых происходит возгорание горючих материалов, приведены в табл. 3.14.

Таблица 3.14 может быть использована для определения интенсивностей тепловых потоков, при которых происходит возгорание приведённых в ней материалов, при оценке действия других источников зажигания, если длительность их действия близка к длительности светового излучения ядерных взрывов.

За предел устойчивости ОЭ к действию светового излучения ядерного взрыва условно принимают минимальную величину светового импульса, при которой происходит возгорание его наиболее пожароопасного материала, а условие устойчивости записывают в виде

, (3.38)

где U_n - предел устойчивости ОЭ к действию светового излучения ядерного взрыва.

Табл. 3.14.